Какво е LVDT?

Какво е LVDT?

Дефиниция на LVDT

LVDT, или Линейен променлив диференциален трансформатор, е индуктивен преобразувател, който преобразува линейно движение в електрически сигнал. Той е ценен за своята точност и надеждност. Изходът върху вторичната обмотка на този трансформатор е диференциален, поради което се нарича така. Той е много точен индуктивен преобразувател в сравнение с други индуктивни преобразуватели.

Конструкция на LVDT

Основни характеристики на конструкцията

• Трансформаторът съдържа основна обмотка P и две вторични обмотки S1 и S2, намотени на цилиндрична форма (която е празна и съдържа ядрото).

• Вторичните обмотки имат равен брой витка и се разполагат от двете страни на основната обмотка.

• Основната обмотка е свързана с източник на AC, който произвежда флюкс в въздушната пролука и във вторичните обмотки се индуцират напрежения.

• Подвижно меко желязно ядро е поставено в формата, а измерването на разместване е свързано с железното ядро.

• Железното ядро обикновено е с висока проницаемост, което помага за намаляване на хармониките и високата чувствителност на LVDT.

• LVDT е поставен в неръждаема стоманена опаковка, защото тя предоставя електростатично и електромагнитно екраниране.

• Вторичните обмотки са свързани по такъв начин, че резултиращият изход е разликата между напреженията на двете обмотки.

Принцип на действие и работа

Тъй като основната обмотка е свързана с източник на AC, във вторичните обмотки на LVDT се произвеждат променливи ток и напрежения. Изходът във вторичната обмотка S1 е e1, а във вторичната обмотка S2 е e2. Така диференциалният изход е,

Това уравнение обяснява принципа на действие на LVDT.

Сега трите случая, които възникват според местоположението на ядрото, които обясняват работата на LVDT, са разгледани по-долу:

• СЛУЧАЙ I: Когато ядрото е в нулево положение (без разместване). Когато ядрото е в нулево положение, флюксът, свързан с двете вторични обмотки, е равен, така че индуцираното ЕМФ е равно в двете обмотки. Така за някакво разместване стойността на изходния eout е нула, тъй като e1 и e2 са равни. Това показва, че не е имало разместване.

• СЛУЧАЙ II: Когато ядрото е придвижено нагоре от нулевото положение (за разместване нагоре от референтната точка)

• В този случай флюксът, свързан с вторичната обмотка S1, е по-голям в сравнение с флюкса, свързан с S2. Поради това e1 ще бъде по-голямо от e2. Поради това изходното напрежение eout е положително.

• СЛУЧАЙ III: Когато ядрото е придвижено надолу от нулевото положение (за разместване надолу от референтната точка). В този случай големината на e2 ще бъде по-голяма от e1. Поради това изходното eout ще бъде отрицателно и показва изхода под референтната точка.

Изход VS Разместване на ядрото

Изходното напрежение на LVDT показва линейна връзка с разместването на ядрото, както е представено на графиката с линейна крива.Някои важни точки относно големината и знака на индуцираното напрежение в LVDT

Количеството на промяната в напрежението, дали отрицателно, дали положително, е пропорционално на количеството на движение на ядрото и указва количеството на линейно движение. От забележаването на увеличаващото се или намаляващото изходно напрежение може да се определи посоката на движение. Изходното напрежение на LVDT е линейна функция на разместването на ядрото.

Предимства на LVDT

• Голям диапазон – LVDT-тата могат да измерват широк диапазон от размествания, от 1,25 мм до 250 мм, което повишава техната универсалност в различни приложения.

• Без триенчески загуби – Тъй като ядрото се движи в празна форма, няма загуба на входното разместване като триенческа загуба, което прави LVDT много точен прибор.

• Висок вход и висока чувствителност – Изходът на LVDT е толкова висок, че не се нуждае от усилване. Преобразувателят има висока чувствителност, която обикновено е около 40V/mm.

• Ниска хистереза – LVDT-тата показват ниска хистереза и затова повторяемостта е отлична при всички условия.

• Ниско потребление на енергия – Мощността е около 1W, което е много малко в сравнение с други преобразуватели.

• Директно преобразуване в електрически сигнали – Те преобразуват линейното разместване в електрическо напрежение, което е лесно за обработка.

Недостатъци на LVDT

• Тъй като LVDT-тата са чувствителни към бродящи магнитни полета, те изискват защитни установки, за да се гарантира точното им изпълнение и предотвратяване на въздействие.

• LVDT-тата се засягат от вибрации и температура.

• Заключението е, че те са по-преимуществени в сравнение с други индуктивни преобразуватели.

Приложения на LVDT

• Използваме LVDT в приложения, където разместванията, които трябва да бъдат измерени, варира